PRZEWODNIK METODYCZNY

Transkrypt

1

2 PRZEWODNIK METODYCZNY UWALNIANIE I TRANSFER DO ŚRODOWISKA ZANIECZYSZCZEŃ BĘDĄCYCH EFEKTEM EKSPLOATACJI INSTALACJI KOKSOWNICZYCH W POLSCE pod redakcją Aleksandra Sobolewskiego Zabrze 2010

3 Recenzenci prof. dr hab. Jan Konieczyński dr hab. inż. Andrzej Strugała Autorzy (w porządku alfabetycznym) dr inż. Rafał Bigda dr inż. Krzysztof Klejnowski mgr inż. Radosław Lajnert dr inż. Aleksander Sobolewski mgr inż. Jolanta Telenga Kopyczyńska mgr inż. Ryszard Wasielewski Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska PAN Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla Konsultanci techniczni mgr inż. Piotr Bargieł mgr inż. Janusz Korczak mgr inż. Teresa Łusiak mgr inż. Jacenty Morel mgr inż. Zbigniew Suchecki mgr inż. Andrzej Żelazny mgr inż. Krzysztof Korczak Koksownia Częstochowa NOWA Sp. z o.o. CARBO KOKS Sp. z o.o. Kombinat Koksochemiczny Zabrze S.A. Koksownia Przyjaźń Sp. z o.o Wałbrzyskie Zakłady Koksownicze Victoria S.A. ArcelorMittal Poland S.A. Oddział w Krakowie Główny Instytut Górnictwa Redakcja techniczna mgr inż. Radosław Lajnert mgr inż. Jolanta Telenga Kopyczyńska Projekt okładki mgr inż. Radosław Lajnert mgr inż. Jolanta Telenga Kopyczyńska ISBN Zabrze

4 Drodzy Czytelnicy Oddajemy w Państwa ręce Przewodnik Metodyczny pt.: Uwalnianie i transfer do środowiska zanieczyszczeń będących efektem eksploatacji instalacji koksowniczych w Polsce. Monografia powyższa powstała jako wynik wymiany informacji i współpracy krajowych koksowni oraz ekspertów działających na rzecz ochrony środowiska w koksownictwie. Bezpośrednią przyczyną podjęcia prac nad Przewodnikiem stało się wydanie Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady Europy nr 166/2006. Zgodnie z polityką ekologiczną Komisji Europejskiej system E-PRTR winien stać się kluczowym narzędziem zarówno dla ujednolicenia monitorowania i bilansowania poziomu emisji zanieczyszczeń do środowiska pochodzących z różnych działów gospodarki, jak i zapewnienia powszechnego dostępu społeczeństwa do informacji o poziomie emisji. W tej sytuacji zamiarem zespołu autorskiego stało się opracowanie w formie monografii materiału wspierającego - krajowe koksownie z jednej strony oraz stosowne organy administracji z drugiej w procesie przygotowania danych, a następnie raportowania dla wypełniania zapisów ustawowych w ramach obowiązkowej sprawozdawczości E-PRTR. Przewodnik został opracowany w ten sposób, by stać się materiałem w pełni przejrzystym oraz przyjaznym dla odbiorcy w codziennym stosowaniu. W tym celu wzbogaciliśmy tekst w odpowiednie przykłady praktyczne wyznaczania (obliczania i szacowania) poziomu emisji zanieczyszczeń. W Przewodniku omówiono zarówno zagadnienie emisji do powietrza i do wód, a także kluczowe elementy gospodarki odpadami. Wszystkie one odniesiono w szczególności do substancji emitowanych oraz miejsc emisji charakterystycznych dla instalacji koksowniczych. Zapraszając do lektury pragnę złożyć serdeczne podziękowania zarówno zespołowi autorskiemu jak i licznemu gronu konsultantów z koksowni, bez udziału, których nasz Przewodnik nie miałby charakteru praktycznego. Dziękuję także krajowym koksowniom oraz Instytutowi Ochrony Środowiska Krajowy Administrator Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji, za wsparcie finansowe, dzięki któremu możliwe stało się opracowanie i wydanie Przewodnika. Pozostaję w przekonaniu, że Przewodnik przyczyni się do poprawy stanu środowiska oraz lepszego odbioru społecznego naszej branży. dr inż. Aleksander Sobolewski 3

5 4

6 ZADANIA KRAJOWEGO ADMINISTRATORA SYSTEMU HANDLU UPRAWNIENIAMI DO EMISJI I KRAJOWEGO OŚRODKA BILANSOWANIA I ZARZĄDZANIA EMISJAMI Polska ratyfikując Ramową Konwencję Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu, a następnie Protokół z Kioto włączyła się w międzynarodowy proces działań na rzecz opóźnienia zmian klimatu. Komisja Europejska, w związku z trudnościami poszczególnych krajów w wywiązywaniu się ze zobowiązań redukcyjnych przyjętych w Protokole z Kioto, wdrożyła na terytorium Unii Europejskiej wspólnotowy system handlu uprawnieniami do emisji i scedowała w ten sposób część zadań redukcyjnych na sektory odpowiedzialne za emisje tych gazów. W Polsce zasady funkcjonowania systemu handlu uprawnieniami do emisji do powietrza gazów cieplarnianych i innych substancji określa Ustawa z dnia 22 grudnia 2004 r. o handlu uprawnieniami do emisji do powietrza gazów cieplarnianych i innych substancji (Dz. U. Nr 281, poz z późn. zm.). Systemem handlu uprawnieniami do emisji administruje Krajowy Administrator Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji, na którego został wyznaczony Instytut Ochrony Środowiska w Warszawie. Krajowy Administrator prowadzi bazę zawierającą dane o uczestnikach systemu handlu uprawnieniami do emisji, dane techniczno-technologiczne i wielkości emisji, które są wykorzystywane do opracowywania planów, prognoz, strategii krajowych i sektorowych oraz na potrzeby sprawozdawczości do Komisji Europejskiej. Zasoby informacyjne KASHUE są także wykorzystywane dla wsparcia Rządu Rzeczypospolitej Polskiej, w szczególności Ministra Środowiska, w wypełnianiu zobowiązań wynikających z prawodawstwa Unii Europejskiej jak również uregulowań międzynarodowych, w tym w szczególności Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu i Protokołu z Kioto. W dniu 18 września 2009r. weszła w życie Ustawa z dnia 17 lipca 2009 r. o systemie zarządzania emisjami gazów cieplarnianych i innych substancji (Dz. U. Nr 130, poz z późn. zm.). Ustawa ta stworzyła podstawy prawne do zarządzania krajowym pułapem emisji gazów cieplarnianych lub innych substancji w sposób, który zapewni Polsce wywiązanie się z zobowiązań unijnych i międzynarodowych oraz umożliwi optymalizację kosztową redukcji zanieczyszczeń. Zapleczem merytorycznym, który wykonuje zadania związane z zarządzaniem emisjami, jest Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami (KOBiZE), którego zadania również wypełnia Instytut Ochrony Środowiska w Warszawie. Docelowo zadania KASHUE i KOBiZE będą wykonywane przez jedną jednostkę organizacyjną. W ramach swoich zadań KOBiZE będzie: wykonywał zadania związane z funkcjonowaniem krajowego systemu bilansowania i prognozowania emisji, w tym prowadził krajową bazę o emisjach gazów cieplarnianych i innych substancji, prowadził krajowy rejestr jednostek Kioto, 5

7 opiniował wnioski o wydanie listu popierającego oraz wniosków o wydanie listu zatwierdzającego realizację projektów wspólnych wdrożeń na terytorium RP, prowadził wykaz projektów wspólnych wdrożeń na terytorium RP posiadających listy popierające lub listy zatwierdzające, sporządzał raporty i prognozy dotyczące wielkości emisji, opracowywał metodyki ustalania wielkości emisji dla poszczególnych rodzajów instalacji lub aktywności oraz metodyki wyznaczania wskaźników emisji na jednostkę wyprodukowanego towaru, zużytego paliwa lub surowca. Powstanie krajowego systemu bilansowania i prognozowania emisji w sposób kompleksowy rozwiązuje kwestie systemu zbierania, gromadzenia, przetwarzania, prognozowania i raportowania informacji o wielkościach emisji zanieczyszczeń wprowadzanych do powietrza i stanowi narzędzie do zarządzania emisjami. W ramach krajowego systemu od 2010 roku będą gromadzone, przetwarzane, szacowane, prognozowane, bilansowane i zestawiane informacje o emisjach, w tym informacje w zakresie: wielkości emisji gazów cieplarnianych i innych substancji wprowadzanych przez podmioty korzystające ze środowiska do powietrza, wielkości produkcji oraz charakterystyki surowców i paliw towarzyszących tym emisjom, środków technicznych mających na celu zapobieganie lub ograniczanie emisji, wielkości emisji zredukowanej i unikniętej, planowanych terminów uruchomienia nowych przedsięwzięć, aktywności związanych z prowadzeniem działalności przemysłowej, transportem, rolnictwem, leśnictwem i usługami, prognoz zmian aktywności dla poszczególnych sektorów gospodarki. Stworzenie nowego systemu wymaga rozwiązania wielu kwestii. Należy przede wszystkim rozstrzygnąć, które zanieczyszczenia są charakterystyczne dla poszczególnych rodzajów aktywności, a w związku z tym - które należy bilansować. Konieczne będzie pilne ujednolicenie sposobu bilansowania emisji dla poszczególnych branż poprzez opracowanie spójnych, jednolitych metodyk pomiarowych i ustalania wielkości emisji dla poszczególnych rodzajów instalacji lub aktywności oraz ustanowienie metodyk wyznaczania wskaźników emisji na jednostkę wyprodukowanego towaru, zużytego paliwa lub surowca. KOBiZE prowadzi już krajowy rejestr jednostek Kioto. Jednostki Kioto mogą być obecnie sprzedane w ramach transakcji między państwami, a pozyskane środki będą wykorzystywane na przedsięwzięcia przynoszące efekty w postaci dalszej redukcji gazów cieplarnianych oraz innych zanieczyszczeń. W KOBiZE będą rejestrowane efekty takich przedsięwzięć 6

8 i uwzględniane w przygotowywanych bilansach oraz prognozach emisji zanieczyszczeń. KOBiZE będzie również sporządzał zestawienia informacji i raportów na potrzeby: statystyki publicznej, systemu opłat za wprowadzanie gazów lub pyłów do powietrza, systemu bilansowania emisji gazów cieplarnianych, systemu bilansowania i rozliczania wielkości emisji dwutlenku siarki i tlenków azotu dla dużych źródeł spalania, sprawozdawczości w ramach wspólnotowego systemu handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych, bieżącej oceny jakości powietrza, w tym analiz modelowych. W ten sposób wszystkie wielkości emisji gazów cieplarnianych i innych substancji będą spójne i kompletne, zarówno te zestawiane w ramach krajowych obowiązków, jak również w ramach UE i międzynarodowych. 7

9 8

10 Spis treści Wprowadzenie Podstawy prawne Opis instalacji technologicznych wchodzących w skład koksowni Uwolnienia zanieczyszczeń do powietrza Identyfikacja źródeł uwolnień zanieczyszczeń do powietrzaz instalacji koksowniczej Opis i weryfikacja stosowanych obecnie metod mierzenia emisji zanieczyszczeń oraz wybór i uzasadnienie metod zalecanych dla substancji, które są uwalniane z instalacji koksowniczych i powinny być monitorowane w ramach E-PRTR Zestawienie zalecanych wskaźników emisji zanieczyszczeń z instalacji koksowniczych Wytyczne do sporządzenia rocznego sprawozdania w ramach E-PRTR Przykład określenia ilości uwalnianego zanieczyszczenia do powietrza na potrzeby sprawozdawczości E-PRTR Uwolnienia do wody i transfer zanieczyszczeń zawartych w ściekach poza miejsce powstania Opis metod wyznaczania wielkości emisji poszczególnych zanieczyszczeń objętych E-PRTR odprowadzanych do wód z instalacji koksowniczych Wytyczne do sporządzania rocznego sprawozdania w ramach E-PRTR Przykład określenia ilości uwalnianego zanieczyszczenia do wód na potrzeby sprawozdawczości E-PRTR Transfer odpadów Odpady niebezpieczne Odpady inne niż niebezpieczne: Ewidencja odpadów Literatura ZAŁĄCZNIK 1. Emisja do powietrza zestawienie norm ZAŁĄCZNIK 2. Emisja do wód zestawienie norm

11 10

12 Wprowadzenie Podejmując decyzję o przygotowaniu Przewodnika zespół autorski musiał jasno sprecyzować zarówno zakres opracowania jak i jego formę. Oba te elementy są integralnie związane z celami, jakim ma służyć to wydawnictwo. Przewodnik został pomyślany jako podręcznik przeznaczony do bieżącego i regularnego stosowania w pierwszym rzędzie przez służby koksowni, a ponadto przez wszystkich (co obejmuje zarówno osoby fizyczne jak i instytucje) zainteresowanych praktyczną stroną realizacji zapisów wynikających z Rozporządzenia E-PRTR. W założeniu Przewodnik poza sferą czysto użytkową - winien zmuszać do przemyśleń, refleksji oraz środowiskowej wymiany informacji. Powinien być materiałem żywym, co w konsekwencji w sposób naturalny doprowadzi po kilku latach do jego uaktualnienia. Kolejna edycja Przewodnika będzie, zatem musiała być uzupełniona o zaktualizowane nowe dane pomiarowe, a także zebrane uwagi i komentarze odbiorców. Należy jednocześnie pamiętać, że dla tak trudnej z punktu widzenia emisyjności branży nie mamy w praktyce wzorców podobnych opracowań w Polsce. W tej sytuacji koksownie i służby ochrony środowiska często zdane są wyłącznie na siebie, własne doświadczenia i intuicję. Autorzy Przewodnika podjęli zatem próbę uporządkowania i zintegrowania danych oraz opinii eksperckich w tym zakresie. Przewodnik, w przeciwieństwie do wielu opracowań naukowych, które zwykle mnożą pytania, powinien dawać jasne i precyzyjne odpowiedzi. Przed rozpoczęciem właściwej lektury pragniemy przedstawić czytelnikom bazowe założenia, na których oparto Przewodnik. Założenia te pozwolą lepiej zrozumieć i zinterpretować konkretne zapisy umieszczone w Przewodniku. Założenia te zostały ujęte w poniższych 10 punktach. 1. Rozsądek przy podejściu do kosztów monitorowania emisji. Każda koksownia objęta jest systemem E-PRTR. Stoimy na gruncie obowiązującego prawa, a koksownie objęte systemem muszą spełniać wszystkie ustawowe wymagania. Spełnienie obowiązku ustawowego nie może prowadzić jednakże do sytuacji, w której koksownia jest przy nadmiernie rozbudowanym laboratorium - to nie jest logiczne i stoi w sprzeczności z duchem stosownych Dyrektyw. Nie do przyjęcia jest sytuacja, w której koszty monitorowania emisji są niewspółmiernie wysokie w stosunku do osiąganych efektów środowiskowych. 2. Odpowiedzialność Operatora Instalacji. Za raportowanie bezwzględnie odpowiada operator instalacji. Jakiekolwiek dane czy też procedury zebrane poniżej nie zwalniają operatora z konieczności krytycznego podejścia do propozycji zawartych w Przewodniku - w tym zwłaszcza wartości wskaźników emisyjnych. Podobnie jak to 11

13 jest z zagranicznymi źródłami literaturowymi także danych zestawionych w Przewodniku nie można stosować bezkrytycznie. Często pochodzą one z pojedynczych pomiarów wykonywanych przez jednostki naukowe stosujące nieznane procedury pomiarowe (należy pamiętać, że uczelnie wyższe zazwyczaj nie posiadają wdrożonych systemów akredytacji). 3. Zgodność z zaleceniami Komisji Europejskiej (KE). Przewodnik został oparty na wytycznych dotyczących wdrażania Europejskiego Rejestru Uwalniania i Transferu Zanieczyszczeń. Koksownia pod względem emisyjnym jest obiektem złożonym. Zidentyfikowanie wielu źródeł i wielu emitowanych zanieczyszczeń jest zagadnieniem trudnym i dyskusyjnym. Problematyczną kwestią jest monitorowanie emisji wszystkich zanieczyszczeń wyszczególnionych w Rozporządzeniu E-PRTR. Stawiamy, zatem pytanie: jak szeroko rozbudowany monitoring jest w rzeczywistości niezbędny. W tej sytuacji konieczne są liczne uproszczenia. Przyjmując wiedzę i doświadczenie ekspertów KE, w Przewodniku opieramy się w tym względzie na ich zaleceniach, lecz nie w sposób bezkrytyczny. 4. Koncentracja na głównych zanieczyszczeniach. Przy opracowaniu Przewodnika kierowano się zasadą: im większa/groźniejsza emisja tym więcej uwagi jej poświęcamy. Podejście takie jest zgodne z powszechnym odbiorem zagadnień ochrony środowiska naturalnego i zdrowia populacji, polegającym na koncentrowaniu wysiłków na zagadnieniach kluczowych. Zanieczyszczeniom emitowanym z instalacji koksowniczej w skali wielkotonażowej oraz substancjom powszechnie uznawanym za wysoce szkodliwe w Przewodniku poświęcono najwięcej miejsca. Podejście powyższe nie stoi w sprzeczności z koniecznością zgodnego z prawem monitorowania emisji innych zanieczyszczeń. 5. Ostrożnie z nieuprawnionymi uproszczeniami. W Przewodniku nie zamierzamy chować głowy w piasek. Nie możemy dawać podstaw do powstania sytuacji, w której polskie koksownie niczego nie wykazują w swoich raportach emisyjnych i tym samym są najczystsze w Europie. Takie działania nie mają podstaw merytorycznych, a dobre samopoczucie koksowni może mieć krótkie nogi - zwłaszcza w świetle zapowiadanych działań kontrolnych Komisji Europejskiej. 6. Najważniejszy jest pomiar. Docelowo kontrola emisji zanieczyszczeń winna być oparta na stosownych pomiarach, ale tylko takich, które są wiarygodne. Zasada ta narzuca korzystanie z usług laboratoriów akredytowanych lub, co najmniej legitymować się stosownymi międzylaboratoryjnymi badaniami porównawczymi. Dla instalacji koksowniczej najkorzystniejszym jest dysponowanie wynikami pomiarów 12

14 wykonywanych regularnie na własnym obiekcie. Stan taki wielokrotnie stoi jednak w sprzeczności z zapisami punktu pierwszego. W tej sytuacji lepiej opierać się na współczynnikach wyznaczonych raz dla własnej instalacji (pamiętając, że są one reprezentatywne tylko w chwili wyznaczania). Należy pamiętać, że błędy przy szacowaniu poziomu emisji mogą być stosunkowo duże, a zatem zawsze lepiej stosować własne współczynniki emisyjne niż literaturowe. 7. Szacowanie poziomu emisji to ostateczność. Gdy koksownia nie dysponuje wynikami własnych pomiarów emisyjnych, to skąd ma brać wiarygodne wskaźniki emisji dla własnej instalacji? Pozostaje tylko literatura, a i tak trzeba ją analizować bardzo krytycznie. W tym miejscu przydatnym materiałem staje się nasz Przewodnik jako materiał służący pomocą. Jednakże należy pamiętać, że nawet najlepsze wskazówki nie zastąpią krytycznej analizy poziomów emisji zanieczyszczeń prowadzonych dla konkretnej instalacji. Ostatecznie - to tylko operator instalacji, znając wszystkie detale i uwarunkowania w skali całego roku, może w sposób wiarygodny przeprowadzić oszacowanie. 8. Przede wszystkim powietrze. W Przewodniku przeanalizowano emisję do powietrza, do wód oraz zagadnienia związane z gospodarką odpadami. Wszystkie te zagadnienia są ważne, lecz zdaniem autorów kluczowe i największe problemy występują przy emisji do powietrza. W tym miejscu należy wspomnieć o problemach związanych z doborem odpowiednich metodyk pomiarowych należy pamiętać, że nie wszystko można łatwo i wiarygodnie zmierzyć. Emisja zanieczyszczeń do powietrza stanowi też największy problem w społecznym postrzeganiu branży. W obszarze tym jest najwięcej do zrobienia. Działania w tym zakresie nie będą z kolei realizowane bez siły napędowej w postaci raportowania o emisjach, a następnie skutecznego egzekwowania zapisów ustawowych. Nasz Przewodnik oferuje pomoc w tym zakresie już dzisiaj, oczekując na jej efekty w skali wieloletniej. 9. Zajmujemy się tylko koksownią. W Przewodniku podjęto analizę tylko dla zanieczyszczeń i węzłów technologicznych, które są charakterystyczne dla produkcji koksu. Autorzy maja pełną świadomość, że w szeregu koksowni eksploatowane są także inne instalacje powodujące emisje, lecz w sposób planowy nie stanowią one przedmiotu poniższego opracowania. Autorzy pozostają w przeświadczeniu, że w Polsce w najbliższych latach powstaną podobne przewodniki, jako materiały wspierające dla innych branż - tak jak to się stało w przypadku dokumentów BREF. 10. Przewodnik to dzieło praktyków. Jako zespół autorski, działając w najlepszej wierze opracowaliśmy poniższą monografię korzystając nie tylko z dostępnych danych 13

15 literaturowych, wyników wielu własnych kampanii pomiarowych, lecz również z wieloletniego doświadczenia technologicznego poszczególnych koksowni. Działania polegające na ciągłej wymianie informacji pomiędzy operatorami są zalecane w zapisach Dyrektywy w sprawie emisji przemysłowych. Przewodnik nie jest dziełem idealnym, niemniej został opracowany zgodnie z najlepszym stanem wiedzy w swojej dziedzinie. Kierując się powyższymi przesłankami opracowano materiał, który w pierwszym rzędzie ma wspierać operatora instalacji koksowniczej w wypełnianiu jego ustawowych powinności. W Przewodniku przedstawiono szereg przykładowych obliczeń emisji wychodząc z założenia, że dla praktycznego stosowania najlepszym rozwiązaniem jest przytoczenie odpowiedniego przykładu. Poniżej sygnalizujemy kilka wybranych zagadnień, które mogą wzbudzać kontrowersje podczas stosowania Przewodnika: W wielu punktach Przewodnika, w szczególności tam, gdzie występują opisy emisji niezorganizowanej, zestawiono propozycje zastosowania metody szacowania poziomu emisji. Dotyczy to zwłaszcza miejsc i substancji, dla których stosowny pomiar jest utrudniony technicznie, kosztowny lub mało wiarygodny w sytuacji, gdy wykonywany jest pojedynczo (trzeba pamiętać, że dla większej liczby powtarzanych pomiarów mamy do czynienia z liniowo narastającymi kosztami). Zagadnienie to jest zwłaszcza istotne w przypadku emisji do powietrza. Rekomendowane w Przewodniku wartości jednostkowych wskaźników emisji zanieczyszczeń w wielu przypadkach charakteryzują się bardzo dużym zakresem zmienności (pomiędzy dolną i górną wartością zakresu). W większości przypadków tak przyjęte rozwiązanie jest w pełni uzasadnione technologicznie (zastosowanie różnych rozwiązań). Pozostałe przypadki związane są z istotnymi różnicami w stanie technicznym obiektów. Należy w tym miejscu jednoznacznie podkreślić, że różnice w jednostkowych poziomach emisji potwierdzone w powszechnie uznanej literaturze światowej często przekraczają dwa a nawet trzy rzędy wielkości (zwłaszcza w przypadku substancji występujących w stężeniach śladowych). W przypadku emisji do wód, gdzie zazwyczaj miejsce emisji jest dobrze zdefiniowane, a pomiary stężeń nie budzą większych problemów technicznych, zagadnienie szacowania emisji w praktyce dotyczy tylko substancji śladowych, w stosunku do których, istnieją poważne rozbieżności stanowisk ekspertów, co do zasadności ich monitorowania w przypadku instalacji koksowniczej. 14

16 W przypadku gospodarki odpadami Przewodnik zaleca podejście zgodne z praktyką stosowaną w koksowniach UE i prawem polskim. W odpowiednim rozdziale Przewodnika podano orientacyjne dane w zakresie ilości i rodzajów odpadów generowanych w instalacji koksowniczej. Celem takiego podejścia jest umożliwienie operatorowi instalacji przeprowadzenia jakościowej oceny własnej instalacji na tle europejskiej praktyki koksowniczej. 15

17 1. Podstawy prawne Zgodnie z Ustawą Prawo Ochrony Środowiska (POŚ) [1] został utworzony Krajowy Rejestr Uwalniania i Transferu Zanieczyszczeń, będący elementem Europejskiego Rejestru Uwalniania i Transferu Zanieczyszczeń, o którym mowa w rozporządzeniu (WE) nr 166/2006 (zwanym dalej rozporządzeniem E-PRTR) [2]. Od roku 2007r. wszystkie koksownie (jako wymienione w załączniku I pod nazwą Piece koksownicze) podlegają sprawozdawczości w ramach wyżej wymienionego rozporządzenia. Zgodnie z nim koksownie winny monitorować poziomy uwolnień i transferu do powietrza, wód i gleby wszystkich zanieczyszczeń określonych w Rozporządzeniu E PRTR, a w swojej sprawozdawczości umieszczać jedynie te zanieczyszczenia, których poziom uwolnień lub transferu przekracza wartości progowe określone w załączniku nr II. Większość koksowni, zgodnie z posiadanymi Pozwoleniami Zintegrowanymi, było zobowiązanych do roku 2007 do śledzenia emisji do powietrza dla substancji (w zależności od koksowni). Koksownie w indywidualnych Pozwoleniach Zintegrowanych mają określony rodzaj i dopuszczalną wielkość emisji zanieczyszczeń (emisja zorganizowana). W rozporządzeniu E-PRTR określono 60 substancji uwalnianych do powietrza jednakże tylko 22 z nich zostały uznane przez ekspertów UE za charakterystyczne dla procesu produkcji koksu. Obecnie, krajowe koksownie wykazują dane o wielkości emisji wg następujących uregulowań prawnych: zgodnie z art. 287 POŚ [1], podmiot korzystający ze środowiska powinien prowadzić aktualizowaną co pół roku ewidencję m.in.: o ilości i rodzajach gazów lub pyłów wprowadzanych do powietrza oraz danych, na podstawie których określono te ilości (wyniki pomiarów, atesty i karty wyrobów, materiałów, stosowanych paliw, surowców itp.), zgodnie z Ustawą z 29 czerwca 1995 r. o statystyce publicznej [3] koksownie są m.in.: zobowiązane do przekazywania rocznego sprawozdania o emisji zanieczyszczeń powietrza oraz o stanie urządzeń oczyszczających, w terminie do dnia 31 stycznia następującego po danym roku sprawozdawczym, zgodnie z art. 236 b POŚ [1], prowadzący instalację, obejmującą co najmniej jeden z rodzajów działalności określonych w załączniku nr I do rozporządzenia 166/2006, w terminie do dnia 31 marca roku następującego po danym roku sprawozdawczym, przekazuje do wojewódzkiego inspektora ochrony środowiska sprawozdanie zawierające dane o przekroczeniu obowiązujących wartości progowych dla uwolnień i transferów zanieczyszczeń oraz transferów odpadów określonych w rozporządzeniu 166/2006. Wojewódzki inspektor ochrony środowiska ocenia jakość dostarczonych 16

18 przez prowadzących instalacje danych, w szczególności pod względem ich kompletności, spójności i wiarygodności. Ponadto, zgodnie z zapisami Ustawy o systemie zarządzania emisjami gazów cieplarnianych i innych substancji [4], koksownie będą od 2011r. zobowiązane sporządzać raport o wielkości emisji (zgodnie z załącznikiem do Ustawy, w którym wymieniono 65 substancji wprowadzanych do powietrza) i przesyłać go do końca lutego do KOBiZE. W świetle przedstawionych powyżej faktów należy stwierdzić, że koksownie są zobowiązane do stałego monitorowania i okresowego raportowania poziomów emisji szeregu substancji, co przy braku wielu metodyk pomiarowych jest obowiązkiem uciążliwym oraz niezwykle kosztownym. Celem opracowania niniejszego przewodnika jest prezentacja stanu obecnego w zakresie emisyjności źródeł uwolnień i transferu zanieczyszczeń do środowiska z koksowni oraz wskazanie zaleceń związanych z określaniem wielkości emisji na potrzeby raportowania w ramach E-PRTR. Przy opracowywaniu Przewodnika dokonano przeglądu obecnie stosowanych metodyk określenia poziomów zanieczyszczeń, analizy otrzymanych od koksowni materiałów z zakresu wprowadzania zanieczyszczeń do środowiska, pozycji literaturowych krajowych i zagranicznych oraz dostępnych i wiarygodnych wyników pomiarów. W szczególności wykorzystano następujące materiały: raporty z badań przeprowadzonych pomiarów w koksowniach, pozwolenia zintegrowane krajowych koksowni, zbiorcze zestawienia informacji z krajowych koksowni o zakresie korzystania ze środowiska oraz o wysokości należnych opłat za rok 2007 i 2008, publikacje krajowe z zakresu omawianej problematyki [5], [6], wybrane publikacje zagraniczne omawiające przedmiotowe zagadnienia [7], [8], [9]. W tablicy nr 1 zestawiono wykaz zanieczyszczeń wprowadzanych do powietrza, właściwych dla koksowni, określonych w Wytycznych dotyczących wdrażania Europejskiego Rejestru Uwalniania i Transferu Zanieczyszczeń [10]. Wykaz zanieczyszczeń jest zestawiony wraz z określonymi wartościami progowymi, których przekroczenie zobowiązuje koksownie do zgłoszenia do Głównego Instytutu Ochrony Środowiska (GIOŚ) wartości danego uwolnienia lub transferu substancji zanieczyszczającej oraz sposobu określenia tej wartości. 17

19 Tablica 1. Wykaz zanieczyszczeń uwalnianych do powietrza określonych w Rozporządzeniu E PRTR i zalecanych do monitorowania dla instalacji koksowniczych [2][10] Wartość Lp. Rodzaj zanieczyszczenia Pozycja z listy wg [2] progowa dla uwolnień [kg/rok] 1. metan (CH 4 ) tlenek węgla (CO) ditlenek węgla (CO 2 ) amoniak (NH 3 ) niemetanowe lotne związki organiczne (NMLZO) (ang.nmvoc 1 ) tlenki azotu (NOx/NO 2 ) tlenki siarki (SOx/SO 2 ) arsen i jego związki (jako As) kadm i jego związki (jako Cd) chrom i jego związki (jako Cr) miedź i jej związki (jako Cu) rtęć i jej związki (jako Hg) nikiel i jego związki (jako Ni) ołów i jego związki (jako Pb) cynk i jego związki (jako Zn) dioksyny 2 +furany 3 (PCDD+PCDF)(jako TEQ 4 ) 47 0, antracen (C 14 H 10 ) benzen (C 6 H 6 ) naftalen (C 10 H 8 ) wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA; PAH) (benzo(a)piren, benzo(b)fluoranten, benzo(k)fluoranten, indeno(1,2,3-cd)piren) cyjanowodór (HCN) pył zawieszony (PM 10) non-methane volatile organic compounds (NMVOC) 2 polichlorowane dibenzo-p-dioksyny (PCDD) 3 polichlorowane dibenzofurany (PCDF) 4 równoważnik toksyczności - toxic equivalent (TEQ) 5 particulate matter 10μm 18

20 Analiza technologii produkcji koksu wskazuje na możliwość uwalniania do powietrza siarkowodoru (H 2 S). Substancja ta jest charakterystyczna dla procesu pirolizy węgla i bilansowana przez koksownie w systemie opłat środowiskowych. Od szeregu lat koksownie monitorują emisje pyłu całkowitego do powietrza zarówno jako emisję zorganizowaną jak i niezorganizowaną. Emisja pyłu całkowitego jest ściśle związana z poziomami emisji innych zanieczyszczeń, np. metali ciężkich i WWA. Obu powyższych zanieczyszczeń nie umieszczono w tablicy 1 oraz nie określono dla nich wartości progu uwolnienia. Zaleca się jednakże, aby operator instalacji włączył powyższe zanieczyszczenia do zakresu monitorowania emisji i stosował w tym celu powszechnie dostępne procedury. W tablicy 2 zestawiono wykaz zanieczyszczeń wprowadzanych do wód, właściwych dla pieców koksowniczych określonych w Wytycznych dotyczących wdrażania Europejskiego Rejestru Uwalniania i Transferu zanieczyszczeń [10]. Uwolnienia zanieczyszczeń, które przekroczyły wartości progowe podane w tablicach 1 i 2, podlegają obowiązkowi zgłoszenia przez koksownie do GIOŚ w sposób określony w Rozporządzeniu [11]. 19

21 Tablica 2. Wykaz zanieczyszczeń uwalnianych lub transferowanych do wód określonych w Rozporządzeniu E PRTR i zalecanych do monitorowania dla instalacji koksowniczych [2][10] Lp. 20 Rodzaj zanieczyszczenia Pozycja z listy wg [2] Wartość progowa dla uwolnień do wody [kg/rok] 1. azot ogólny fosfor ogólny arsen i jego związki (jako As) rtęć i jej związki (jako Hg) ołów i jego związki (jako Pb) związki halogenoorganiczne (jako AOX 1 ) dioksyny+furany (PCDD+PCDF)(jako TEQ) 47 0, pentachlorofenol (PCP) benzen (jako BTEX*) 10. etylobenzen (jako BTEX*) 11. di-(2-etyloheksylo) ftalan (DEHP) fenole (jako całkowity C) wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA; PAH) (benzo(a)piren, benzo(b)fluoranten, 72 5 enzo(k)fluoranten, indeno(1,2,3-cd)piren) 14. toluen (jako BTEX*) 15. ogólny węgiel organiczny (TOC 2 ), jako całkowity C lub COD ksyleny (jako BTEX*) 17. chlorki (jako całkowity Cl) cyjanki (jako całkowity CN) fluorki (jako całkowity F) fluoranten benzo(g, h, i)perylen 91 1 *pojedyncze zanieczyszczenia mają być zgłaszane, jeśli próg dla BTEX (sumaryczny parametr dla benzenu, toluenu, etylobenzenu i ksylenów) zostanie przekroczony. 1 AOX adsorbowalne organicznie związane chlorowce 2 TOC - total organic carbon (ogólny węgiel organiczny OWO) 3 COD chemical oxygen demand (chemiczne zapotrzebowanie tlenu ChZT)

22 Koksownie zgłaszają transfery poza miejsce powstania jakiegokolwiek z zanieczyszczeń określonych w załączniku II do rozporządzenia E-PRTR zawartego w ściekach przeznaczonych do oczyszczenia, dla którego wartość progowa tam określona jest przekroczona. Transfer zanieczyszczeń zawartych w ściekach poza miejsce powstania oznacza przemieszczenie poza granice koksowni zanieczyszczeń zawartych w ściekach przeznaczonych do oczyszczenia, w tym kierowanych do oczyszczalni ścieków. Transfer poza miejsce powstania może być przeprowadzony przez kanał ściekowy lub wszelkimi innymi sposobami, np. za pomocą pojemników lub cystern drogowych. Zgłaszanie powinno być dokonywane zgodnie z załącznikiem III do rozporządzenia E-PRTR, czyli w sposób analogiczny do opisanego powyżej dla uwolnień do wody. W tym przypadku podawana jest zawartość zanieczyszczeń w ściekach surowych wprowadzanych (transferowanych) do innego zakładu (operatora). Transfer odpadów poza miejsce powstania zgodnie z zapisami rozporządzenia E-PRTR oznacza przemieszczenie poza granicę koksowni odpadów przeznaczonych do unieszkodliwienia lub odzysku. Operatorzy zgłaszają transfery poza miejsce powstania: odpadów niebezpiecznych (ON) w ilości przekraczających 2 Mg na rok, odpadów innych niż niebezpieczne (nie-on) w ilości przekraczającej 2000 Mg na rok. Odpady oznaczają dowolną substancję lub przedmiot zdefiniowane w artykule 1 lit. a) dyrektywy Rady 75/442/EWG z dnia 15 lipca w sprawie odpadów [12]. Odpady niebezpieczne oznaczają dowolną substancję lub przedmiot zdefiniowany w artykule 1 ust. 4 dyrektywy Rady 91/689/EWG z dnia 12 grudnia 1991 roku w sprawie odpadów niebezpiecznych [13]. Odpady inne niż niebezpieczne oznaczają dowolne odpady niebędące odpadami niebezpiecznymi. Wszystkie dane muszą być wyrażone w Mg na rok odpadów w stanie roboczym, za pomocą 3 cyfr znaczących. W odniesieniu do wartości progowej, istotna jest suma odpadów transferowanych poza miejsce powstania, niezależnie od tego, czy są one odzyskiwane na terytorium naszego kraju, czy są transferowane do innego kraju. Zgłaszanie wykonuje się zgodnie z załącznikiem III do rozporządzenia E-PRTR. Operatorzy wskazują, czy ilości odpadów zostały zmierzone (np. metoda ważenia), obliczone (np. ze współczynników emisji lub uwalniania) czy oszacowane [10]. W celu określenia, czy zgłaszane dane dotyczące uwolnienia lub transferu zanieczyszczeń poza miejsce powstania są oparte na pomiarze, obliczaniu czy szacowaniu, w wytycznych KE zaproponowano uproszczony system identyfikacji obejmujący trzy kategorie oznaczane kodem literowym, oznaczającym metodykę przyjętą do ustalania danych: Kategoria M: Dane dotyczące uwolnień są oparte na pomiarach ( M - measurement). Konieczne są dodatkowe obliczenia, celem przeliczenia wyników 21

23 pomiarów na dane dotyczące rocznych uwolnień. Kod M powinien być używany także wówczas, gdy roczne uwolnienie jest określane na podstawie wyników pomiarów krótkoterminowych i punktowych. Kodu M używa się wtedy, gdy wielkości uwolnień zakładu są uzyskiwane z wyników bezpośredniego monitoringu poszczególnych procesów technologicznych prowadzonych w zakładzie, na podstawie pomiarów ciągłych lub okresowych stężeń zanieczyszczeń dla danej drogi uwalniania. Kategoria C: Dane dotyczące uwolnień są oparte na obliczeniach ( C - calculation). Kodu C używa się wtedy, gdy uwolnienia są oparte na obliczeniach wykorzystujących dane dotyczące działalności (używane surowce, wydajność produkcji itd.) oraz współczynników emisji lub bilansach masy. W niektórych przypadkach można stosować bardziej skomplikowane metody obliczeń, oparte na modelowaniu numerycznym. Kategoria E: Dane dotyczące uwolnień są oparte na szacowaniu ( E - estimation). Kodu E używa się wtedy, gdy wobec braku uznanych metod określania emisji bądź wytycznych dobrej praktyki, uwolnienia są określane poprzez najlepsze założenia lub opinie ekspertów. Gdy całkowita wielkość uwolnienia zanieczyszczeń z danego zakładu jest określana więcej niż jedną metodą oznaczania (np. M, C i E), w zgłoszeniu podaje się wyniki metody, dla której wartość uwolnienia jest największa [10]. Obliczanie emisji z koksowni oparte jest o szereg specyficznych metod wypracowanych w ramach prac badawczych i przy tworzeniu systemu opłat za gospodarcze korzystanie ze środowiska. Krajowe metodologie uwzględniają specyfikę sektora koksowniczego w zakresie wyposażenia technicznego w urządzenia ochrony środowiska, jak też bazy węglowej. Źródłem informacji na temat metodyk obliczeń emisji są: Instytuty badawcze (IPIŚ PAN, IChPW). Publikacje koksowni w prasie branżowej, raportach z badań i monografiach. Krajowe i międzynarodowe agencje, np.: US EPA (United States Environmental Protection Agency), EEA (European Environment Agency), Centrum Inwentaryzacji Emisji IOŚ i inne. Organizacje branżowe: CONCAWE (Conservation of Clean Air and Water In Europe), UK Energy Institute (dawniej IP), ECC (European Coke Comittee), Techniczna Grupa Robocza ds. Przemysłu Koksowniczego itp. Organizacje międzynarodowe, takie jak np. IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), EMEP (European Monitoring Environmental Program), Bank Światowy. Komisja Europejska. 22

24 Ogólne metodyki publikowane przez narodowe i międzynarodowe organizacje tylko w ograniczonym zakresie mają bezpośrednie zastosowanie do określania emisji z krajowych instalacji koksowniczych, z uwagi na specyficzny układ technologiczny i odrębną bazę węglową. W niniejszym przewodniku wzięto pod uwagę tylko takie metodyki, które są obecnie stosowane w krajowym koksownictwie i są opisane w ogólnodostępnych dokumentach. Kryteria wyboru metodyk określania emisji uszeregowano w sposób następujący: metodyki opracowane i opublikowane w ramach prac prowadzonych na potrzeby sektora koksowniczego, metodyki specyficzne dla wybranych procesów opublikowane przez narodowe i międzynarodowe instytucje publiczne, metodyki niespecyficzne dla sektora (ogólne). W Przewodniku zaproponowano, aby w określaniu wielkości emisji z koksowni stosować następujące kody identyfikujące metody: M metoda pomiarowa oparta na obligatoryjnych pomiarach emisji określonych w indywidualnych Pozwoleniach Zintegrowanych, przeliczonych na bazie ujednoliconej metodyki obliczania objętości spalin, dokonywanych okresowo na danym obiekcie, C metoda obliczeniowa, stosowana w przypadku posiadania indywidualnych (określonych dla konkretnej koksowni) wskaźników emisji (w dokumencie podano aktualny zakres zmienności bilans w oparciu o ww. wskaźniki i wielkość produkcji), E metoda szacowania, stosowana w przypadku braku indywidualnych wskaźników emisji w niniejszym przewodniku podana zostanie wartość zalecana przez ekspertów. Założono, że bilansowanie emisji z instalacji energetycznego spalania paliw dokonywać się będzie wg metodologii opisanej w wytycznych branżowych dla tej grupy instalacji. Ponadto założono, że w przypadku bilansowania emisji dwutlenku węgla stosowane będą metody wynikające z posiadanych uzgodnień w ramach systemu handlu emisjami. Określone szacunkowo wartości wskaźników emisji do powietrza wynikają z analizy aktualnych danych pomiarowych dotyczących wielkości emisji poszczególnych zanieczyszczeń z określonych operacji technologicznych oraz analizy wskaźników emisji zanieczyszczeń podanych w literaturze krajowej i zagranicznej właściwych dla koksowni. Zaproponowane w niniejszym opracowaniu procedury obliczeniowe - a w szczególności zakresy wartości wskaźników emisji poszczególnych zanieczyszczeń do powietrza - winny służyć operatorowi instalacji koksowniczej do określania wielkości emisji. 23

25 Pomimo faktu, iż procedury te (zakresy zmienności wskaźników) są uniwersalne dla instalacji koksowniczych, należy każdorazowo pamiętać, że konkretne wartości wskaźnika w każdym przypadku są związane z konkretną instalacją. Wyznaczenie wartości wskaźnika dla konkretnej instalacji jest możliwe tylko po przeprowadzeniu obiektywnej i profesjonalnej analizy stanu techniczno-technologicznego obiektu. W przypadku braku wskaźników emisji wyznaczonych dla konkretnej instalacji (konkretnego źródła emisji niezorganizowanej) dopuszcza się wykorzystanie wskaźników emisji z niniejszego Przewodnika, po dokonaniu oceny stanu technicznego poszczególnych elementów instalacji, istotnych z punktu widzenia emisji do powietrza. Stosowanie procedur i wskaźników w sposób bezkrytyczny jest nieuprawnione i może prowadzić do istotnych błędów w wyznaczaniu wielkości emisji zanieczyszczeń. 24

26 2. Opis instalacji technologicznych wchodzących w skład koksowni W koksowni wyróżnia się kilka oddziałów produkcyjnych, z których każdy realizuje określoną część procesu technologicznego, a mianowicie: węglownię, piecownię, sortownię koksu, węglopochodne. Węglownia Węglownia jest oddziałem produkcyjnym koksowni, w którym następuje przygotowanie wsadu węglowego do koksowania w baterii koksowniczej. W procesach rozdrabniania, transportu i magazynowania węgla podstawowym powstającym zanieczyszczeniem jest pył węglowy. Proces rozmrażania węgla jest źródłem emisji produktów spalania gazu koksowniczego. W skład węglowni wchodzą urządzenia: do rozładunku wagonów i transportu węgla na składowisko, do składowania i uśredniania węgla, do kruszenia i rozdrabniania węgla, do dozowania i mieszania węgla, stacje przesypowe i pomosty transporterów [6]. Przygotowany w węglowni węgiel transportowany jest do wieży węglowej na baterii koksowniczej a następnie do maszyny wsadowej lub zasypowej. Wszystkie te operacje powodują emisję pyłu [14]. Koksownie ograniczają emisję pyłu stosując odpylanie młynów węglowych. Jako główne źródło emisji z węglowni podano odmrażalnie wagonów, oraz w przypadku zanieczyszczeń pyłowych - proces przygotowania mieszanki węglowej. Uwaga: Z uwagi na fakt, że Przewodnik ogniskuje się wyłącznie na emisjach charakterystycznych dla produkcji koksu nie omawiano w nim emisji ze składowiska węgla i koksu. Emisje te dotyczą w pierwszej kolejności pyłu i można je uznać za charakterystyczne dla wielu sektorów przemysłowych. Emisję pyłu ze składowisk paliw stałych można wyznaczać (szacować) ogólnie znanymi sposobami. 25

27 Rys. 1 Schemat blokowy oddziału węglowni [6] Piecownia Zadaniem piecowni jest produkowanie z mieszanki węglowej koksu o ustalonej jakości. W skład oddziału piecowni wchodzą: 26 baterie koksownicze z urządzeniami i budynkami pomocniczymi, wieże węglowe, maszyny piecowe, wieże gaśnicze lub instalacje suchego chłodzenia koksu z urządzeniami dla przyjmowania i transportowania koksu do sortowni. Proces produkcji koksu składa się z następujących podstawowych operacji technologicznych: obsadzania komór koksowniczych mieszanką węglową, opalania pieców, koksowania mieszanki węglowej, wypychania koksu, chłodzenia koksu, odbioru gazu z komór koksowniczych [14]. Baterie koksownicze stanowią główne źródło emisji zanieczyszczeń. Podczas procesu koksowania występuje ciągła emisja z komina baterii oraz okresowe emisje z operacji wypychania koksu, jego chłodzenia i obsadzania komór. W procesie występuje zarówno zorganizowana jak i niezorganizowana emisja pyłowo-gazowa.

28 Rys. 2 Schemat blokowy oddziału piecowni [6] Rys. 3 Bateria koksownicza strona maszynowa 27

29 Sortownia koksu Sortownia koksu to zespół instalacji i urządzeń służących do transportu i obróbki koksu. Do sortowni koksu należą: zrzutnie koksu, transportery koksu, urządzenia sortujące koksu grubego i drobnego, urządzenia załadowcze i wyładowcze, urządzenia do mechanicznej stabilizacji koksu, urządzenia odpylające (jeżeli sortownia je posiada). Operacje rozdrabniania i przesiewania koksu prowadzą do powstawania emisji pyłowej [14]. Węglopochodne Zadaniem oddziału węglopochodnych jest: odbiór surowego gazu koksowniczego z baterii, chłodzenie wstępne gazu i wydzielanie kondensatu wodno-smołowego oraz jego rozdział na smołę surową i wodę amoniakalną, ssanie i tłoczenie gazu, odsmalanie gazu, chłodzenie wtórne gazu, usuwanie amoniaku z gazu z ewentualną produkcją siarczanu (VI) amonu, absorpcja benzolu z gazu i jego desorpcja z oleju płuczkowego, odsiarczanie gazu, przesyłanie gazu do odbiorców własnych i zewnętrznych oraz oczyszczanie wody amoniakalnej. Funkcjonalnym przeznaczeniem oddziału węglopochodnych jest oczyszczanie surowego gazu koksowniczego i ścieków przemysłowych oraz wyodrębnianie produktów pierwotnych w postaci przydatnej do dalszego przerobu lub transportu. W skład oddziału wchodzą: węzeł kondensacji i chłodzenia gazu amoniakalnia, benzolownia, odsiarczalnia gazu, oczyszczalnia ścieków przemysłowych, inne instalacje w zależności od układu technologicznego [6]. Najlepszą obecnie metodą oczyszczania gazu z H 2S i NH 3 (zalecaną zwłaszcza dla dużych koksowni) jest metoda amoniakalna odsiarczania gazu z katalitycznym rozkładem amoniaku (KRA) oraz przetworzeniem siarkowodoru do siarki elementarnej w instalacji Clausa. W procesie odbioru i oczyszczania lotnych produktów koksowania może dochodzić do znacznej emisji zanieczyszczeń do powietrza i do wody, na które składają się między innymi: składniki gazu koksowniczego o różnym składzie w zależności od miejsca jego emisji, amoniak z instalacji wydzielania amoniaku, benzen i jego pochodne z instalacji benzolowni, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne. 28

30 Rys. 4 Przykładowy schemat blokowy oddziału węglopochodnych koksowni [6] Rys. 5 Oddział węglopochodnych koksowni 29

31 3. Uwolnienia zanieczyszczeń do powietrza. 3.1 Identyfikacja źródeł uwolnień zanieczyszczeń do powietrza z instalacji koksowniczej 30 Głównym źródłem emisji zanieczyszczeń do powietrza z koksowni jest bateria koksownicza. W pierwszym etapie obsadzania komór baterii koksowniczej ma miejsce emisja pyłu oraz emisja składników surowego gazu koksowniczego (emisja niezorganizowana), uwalniających się w czasie odłączenia kolektora rury wznośnej, odprowadzającego gaz do odbieralnika gazu. Emisja pyłu jest zależna od sposobu obsadzania (zasypowego lub ubijanego) i od stosowanej technologii przygotowania wsadu (np. podsuszanie wsadu, brykietowanie). Z kolei operacja olejowania wsadu lub dodawanie środków poprawiających termoplastyczne właściwości wsadu może być przyczyną zwiększonej emisji gazowej. W czasie koksowania węgla w komorze koksowniczej wytwarza się ok m 3 gazu koksowniczego na każdy Mg węgla. Gaz jest w całości odprowadzany urządzeniami odciągowymi do oczyszczalni gazu oddziału węglopochodnych. W zależności od stanu technicznego baterii przez nieszczelności baterii koksowniczej (drzwi, otwory technologiczne i nieszczelności obmurza ceramicznego) może być emitowane (emisja niezorganizowana) do atmosfery do 1-5 % wytwarzanego gazu. Baterie koksownicze ogrzewane są przez spalanie gazu koksowniczego lub wielkopiecowego (aktualnie w Polsce tylko koksowniczego) a spaliny są emitowane (emisja zorganizowana) do powietrza poprzez komin opalania. Podczas wypychania koksu z komór, niezorganizowana emisja zanieczyszczeń do powietrza jest zmienna i zależy od stopnia wyprażenia koksu oraz stosowanych rozwiązań technologicznych. Kolejnym źródłem zorganizowanej emisji zanieczyszczeń jest proces gaszenia koksu. W krajowych koksowniach są stosowane dwie metody chłodzenia koksu: metoda chłodzenia mokra i sucha. Wieża chłodzenia koksu metodą mokrą jest specyficznym źródłem emisji zanieczyszczeń do powietrza. Są z niej emitowane opary oraz stałe, ciekłe i gazowe zanieczyszczenia powietrza, w ilościach i stężeniach zmiennych w czasie. Opary unoszące się ponad wóz gaśniczy i przedostające się do wieży gaśniczej porywają ze sobą drobne frakcje ziarnowe pyłu koksowniczego i inne zanieczyszczenia powstające w procesie chłodzenia koksu [5]. Ilość porywanego pyłu zależy od warunków procesu, właściwości koksu, sposobu wprowadzania wody oraz od zastosowanych urządzeń. W celu zmniejszenia emisji pyłu (koksiku) do powietrza w wieży gaśniczej stosuje się przepływ labiryntowy przez wbudowane tzw. żaluzje lub montując wkładki konfuzorowo-dyfuzorowe, a w nowych rozwiązaniach wypełnienie komórkowe. W procesie suchego chłodzenia koksu, zmniejszenie emisji pyłu do

32 powietrza jest warunkowane starannym odpylaniem gazów odlotowych [6] oraz kwalifikowanym dopalaniem gazu nadmiarowego. Transport koksu schłodzonego metodą suchą charakteryzuje się większą emisją pyłu w porównaniu do koksu schłodzonego metodą mokrą. W celu ograniczenia tego zjawiska stosuje się nawilżanie koksu. Operacje rozdrabniania i przesiewania koksu prowadzą do powstawania emisji pyłu. Również magazynowanie koksu na otwartym składowisku może być źródłem pylenia do powietrza. W procesie odbioru i oczyszczania lotnych produktów koksowania może dochodzić do emisji zanieczyszczeń do powietrza, na które składają się między innymi: składniki gazu koksowniczego o różnym składzie w zależności od miejsca jego emisji, amoniak z instalacji wydzielania amoniaku, benzen i jego pochodne z instalacji benzolowni, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, a ponadto fenol, siarkowodór oraz produkty spalania nadmiarowego gazu koksowniczego w pochodni gazowej. Ilość i rodzaj emitowanych zanieczyszczeń zależą głównie od stanu technicznego i stopnia hermetyzacji urządzeń oddziału węglopochodnych - jest to przede wszystkim emisja niezorganizowana z nieszczelności przewodów technologicznych, pomp i aparatów oraz z operacji załadunku produktów węglopochodnych. Podczas odzysku produktów węglopochodnych ograniczenie ich uwalniania do powietrza można uzyskać poprzez takie działania jak hermetyzacja zbiorników, aparatów, rurociągów i armatury poprzez: odsysanie oparów do kolektora gazu surowego (dyspozycyjność hermetyzacji powyżej 95%), wytworzenie poduszki azotowej i skierowanie gazów do gazu koksowniczego (dyspozycyjność hermetyzacji powyżej 95%), zastosowanie dochładzaczy i skraplaczy oparów (dyspozycyjność hermetyzacji powyżej 95%), a także poprzez odizolowanie od gleby zbiorników magazynowych i punktów przeładunkowych substancji niebezpiecznych (100% zabezpieczenia dla zgromadzonych substancji powyżej 1 Mg)[6]. Uwolnienia do powietrza z koksowni w postaci emisji niezorganizowanej Poniżej przedstawiono wykaz źródeł emisji niezorganizowanej wg oddziałów koksowni, do których zaliczamy węglownię (składowisko węgla), piecownię (emisja przez nieszczelności masywu ceramicznego oraz otwory technologiczne i armaturę baterii), węglopochodne (emisja z nieszczelności pomp, zaworów odpowietrzających itp.) i sortownię. Węglownia: przygotowanie wsadu (pył całkowity, PM10, metale ciężkie) 31

33 Piecownia: obsadzanie, koksowanie, wypychanie (benzen, tlenki azotu, tlenki siarki, pył całkowity, PM10, tlenek węgla, amoniak, cyjanowodór, siarkowodór, substancje smołowe, w tym WWA, NMLZO, metan, metale ciężkie, ditlenek węgla, dioksyny) Węglopochodne: kondensacja (benzen, amoniak, cyjanowodór, NMLZO, siarkowodór, metan) benzolownia, park magazynowy, instalacje przeładunku itd. (benzen, amoniak, cyjanowodór, NMLZO, siarkowodór) instalacja odsiarczania gazu koksowniczego, katalityczny rozkład amoniaku (siarkowodór, benzen, amoniak, NMLZO, metan) chłodzenie gazu emisja czynnika chłodzącego w przypadku jego stosowania w instalacjach chłodniczych (chlorofluorowęglowodory) oczyszczalnia ścieków (amoniak, benzen, NMLZO, siarkowodór) spalanie gazu nadmiarowego na pochodni odpustnica gazu (PM10, tlenki azotu, tlenki siarki, benzen, siarkowodór, WWA, tlenek węgla, ditlenek węgla, NMLZO, metan) Sortownia emisja z sortowni przez układy wentylacji grawitacyjnej, załadunek do wagonów, składowisko koksu (pył całkowity, PM10, metale ciężkie) Uwolnienia do powietrza z koksowni w postaci emisji zorganizowanej Poniżej przedstawiono wykaz źródeł emisji zorganizowanej, rozumianej jako emitory, dla których niezbędne jest uzyskanie w pozwoleniu zintegrowanym (PZ) limitów emisji dla poszczególnych substancji (w nawiasie wykaz emitowanych substancji nie wszystkie z nich są uwzględniane w aktualnych PZ z uwagi na śladową emisję lub słabe rozpoznanie). Węglownia komin odmrażalni wagonów (pył całkowity, PM10, tlenki azotu, tlenki siarki, WWA, metan, tlenek węgla, ditlenek węgla) odpylanie młynów węgla i budynku węglowni, przesypów itp. (pył całkowity, PM10, metale ciężkie) Piecownia komin instalacji opalania baterii koksowniczej (pył całkowity, PM10, tlenki azotu, 32 tlenki siarki, benzen, siarkowodór, WWA, tlenek węgla, ditlenek węgla, metale ciężkie, PCDD+PDF, NMLZO, metan)